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矿山机械机电一体化技术发展趋势分析

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摘要:机电一体化是可将机械工程、电气工程、计算机工程等进行有效结合,应用于矿山机械中。分析矿山机械机电一体化的关键技术和应用现状,对此技术的发展趋势进行详细探究。

关键词:机电一体化;矿山机械;关键技术

1引言

随着工业生产技术的快速变革和进步,机电一体化已成为机电领域发展的重点[1-7]。在矿山开采中应用机电一体化技术,能够有效提升矿产资源勘察、开发和管理水平,进而提升矿山产出能力。因此,对矿山机械机电一体化技术的应用现状以及发展进行深入研究迫在眉睫[8-12]。

2矿山机械机电一体化关键技术

2.1机电集成驱动技术

在矿山机械设备中,动力传动系统主要是由运动执行器、减速器以及电动机等所组成的。这类机械设备所占用的空间比较大,并且单元环节较多,在系统应用中故障发生率也比较高。对此,可采用机电集成驱动技术,将各类设备进行高度集成,同时有效传递动力,进而提升矿山机械设备的运行可靠性。集成驱动设备的结构紧凑,尺寸较小,不仅有利于节约空间,而且还能够提升系统运行灵活性以及对于空间的适应性。

2.2SRD传动技术

SRD(SwitchedReluctancemotorDrive)技术是一种变速传动系统,其是由控制器以及电动机所组成的,是当前性价比最优的调速系统。在各类矿山机械设备中,SRD的集成性、可靠性以及机动性比较高。开关磁阻电动机的应用优势包括以下几点:(1)电动机的结构为双凸极型,定子极的对数略多于转子极的对数。在信号传输方面,控制器可根据转子所在位置,并通过传感器进行传输,在对最合适的定子绕组进行激励时,与定子极最接近的转子极可以在电磁力矩的作用上,确保轴线能够与定子极的轴线相重合。(2)在开关磁阻电动机的应用中,能够结合相绕组电感变化规律合理选择各项通断,同时对给定子绕组进行激励,进而调整旋转方向。

3矿山机械机电一体化技术应用现状

3.1在矿山机械中的应用

3.1.1在矿井提升机中的应用

在矿山生产中,矿物提升至关重要,要求提升设备具有较高的机械性能以及传东兴。通过将机电一体化技术应用于矿井提升机中,有利于保证机械的使用性能。对于矿井提升机,可采用芯片与PLC技术进行协调控制,确保实现软件功能。在机电一体化技术的应用中,对于系统软件以及硬件,可起到保护作用,进而实现矿井电动软启动,避免在启动过程中发生偏差。在提升操作系统中采用机电一体化技术,可以对提升机起到保护作用,对提升运行全过程进行自动化监测,如果零件出现故障,则保护系统可以及时报警,对现场管理人员起到提示作用。

3.1.2在空气压缩机中的应用在空气压缩机中,机电一体化技术也得到推广应用,有利于提升空气压缩机的运行效率。在矿山开车中,空气压缩机是十分重要的固定设备,可以有效提升电击系统、排气系统以及高压机的运行工作效率。通过应用机电一体化技术,可开通系统中的各个软件,同时简化空气压缩机控制回路接线形式。

3.1.3在带式输送机中的应用在煤矿井下输送系统中,带式输送机也是十分重要的组成部分,可作为矿产资源开采的中枢载体。带式输送机的运输量较大,运行可靠性较高,其是机械技术、自动控制技术以及计算机的有效结合,同时还具备良好的通信功能。通过将机电一体化技术应用于带式输送机中,可以有效提升输送监控设备的灵敏度,并延长其使用寿命,保证输送机能够高效稳定地运行。

3.1.4在挖掘机中的应用挖掘机是矿山资源开采中的重要设施,挖掘机的电气运行系统是由照明设备、开关箱、操作箱等所组成的。通过将机电一体化技术应用于挖掘机电气运行系统中,可以提升电气运行科学水平,保证挖掘机运行的安全性和稳定性。另外,机电一体化技术还可以将电气系统与液压系统进行有效结合,保证挖掘机能够高效稳定运行。

3.2在安全生产监控中的应用

在矿山生产的各类机械设备中,矿井安全生产监控系统也是十分重要的组成部分。我国矿山监控技术的发展比较缓慢,而随着科学技术的发展,我国矿山安全监控系统研发水平逐渐提升,比如K90、KJ95。上述两项技术均具有Windows操纵系统,可实现网络连接功能,同时对于分站,还具有较高的智能化测控水平。在矿山日常生产中应用安全监测系统以及监控系统,可以有效提升矿山生产活动的安全性,同时还能够掌握整个生产过程,及时发现生产过程中的隐患,并采取有效的处理措施,降低安全生产故障发生率。

4矿山机械机电一体化技术的发展趋势

4.1智能化

在现代机电技术的发展中,智能化是十分重要的发展趋势,对此,机电一体化技术也应朝向智能化方向发展,将人工智能技术、自动化技术、信息技术等进行有效结合,将先进的智能化思想融入至机电一体化设备中,提升机电产品的自主决策能力,保证控制运行效果。推进机电一体化设备朝向智能化方向发展,能够有效提升机电设备的使用性能。

4.2集成模块化

在矿山生产中,机电一体化设备的数量和种类比较多,不同类型的机电设备的性能也有一定的区别。为了提升矿山机械设备的一体化性能,应积极采用集成模块化技术,将各类产品进行有效结合,进而组建成为联合系统,为矿山勘察、开发生产等提供便利。集成模块化是机电一体化的典型发展趋势,在实践领域主要以功能模块化以及标准化接口作为基础,对于原有产品的功能模块进行升级和扩展,可促进多种功能的高效集成以及优化,提升矿山工作水平。

4.3信息网络化

在机电一体化技术的应用中,需要以信息技术以及网络技术作为基础,而这也是机电一体化技术的发展趋势。在网络信息化的应用中,可为矿山机电设备的实时监控功能、传感运作功能以及远程控制功能的实现提供保障,对于机电设备运行中的安全隐患以及故障进行高效、准确的识别,进而提升矿山生产工作效率和安全管理水平。例如,在矿山生产中,采用信息网络技术促进安全生产管理系统升级,可以有效应对各类矿山生产风险,保障矿山生产安全。

5结语

本文主要对机电一体化技术在矿山机械中的应用以及发展趋势进行了详细探究。在矿山生产中应用机电一体化技术,对矿山生产进行远程和自动化控制,有利于提升矿山工作效率以及整体开发进度。在未来的发展中,还应提升机电一体化机械设备的智能化水平、集成模块化以及信息网络化,促进采矿业可持续发展。

参考文献

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[3]余世春.地下开采矿山中机电一体化的应用[J].科技资讯,2014,12(13):85.

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[6]方媛,卞奕明,李艳平.机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用[J].煤炭技术,2012,31(07):34-35.

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[10]陈相华.机电一体化技术在煤矿生产中的应用[J].机电信息,2013(06):149-150.

[11]丁军军.煤矿机械中机电一体化数控技术的应用[J].机械管理开发,2017,32(05):106-107+110.

[12]王国利.机电一体化在煤矿机械中的应用探讨[J].能源与节能,2014(01):26-28.

作者:舒兴 单位:重庆迪苒矿山工程设计有限公司

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